Fuerza de Coulomb

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Tabla# 1: Datos originales obtenidos en centímetros y metros.

CÁLCULOS EFECTUADOS Y RESULTADOS

Separación entre esferas:

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Calculo de incertidumbres

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x = (3.06 ± 0.000423) m

Altura “h”

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Cuadrados por medio de la fórmula de multiplicación:

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Incertidumbre (se aplican las mismas formulas anteriores)

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Calcular “q”:

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(1)[pic 29]

(2)[pic 30]

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R/ q = 9.07E-06

±

3.55812E-9

Coulomb

Demostración de ecuación para obtener cargas:

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Fe T

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mg[pic 39][pic 40]

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DISCUSIÓN DE RESULTADOS

La fuerza eléctrica entre dos pequeñas esferas cargadas es proporcional al cuadrado inverso de la distancia que las separa (r) es decir Fe α 1/r^2. Por lo tanto la fuerza eléctrica entre dos partículas es inversamente proporcional a lo largo de la separación r entre las partículas y está dirigida a lo largo de la línea que las une, proporcional al producto de las cargas sobre las dos partículas y atractiva si las cargas son de signo opuesto en este caso son repulsivas porque las cargas tienen el mismo signo.

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Haciendo sumatorias de fuerzas en x igual a cero, se obtiene que la fuerza eléctrica es igual a la tensión en “x”, es decir el producto de la magnitud de la tensión y el seno del ángulo. Haciendo sumatorias en “y” igual a cero se obtiene que el producto entre la magnitud de la tensión y el coseno del ángulo es igual al peso de la esfera y despejando la tensión queda que “T” es igual al peso dividido el coseno del ángulo.

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Se muestra las sumatorias de fuerzas en “x” e “y” con sus respectivo algebra.

Sustituyendo la ecuación dos en uno y con un poquito de algebra y análisis geométrico mediante un triángulo rectángulo se obtiene:

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Se demuestra que la ecuación de la carga “q” está dada por la masa de la esfera, gravedad, distancia de separación al cubo, 2pi, permisividad del vacío, y este conjunto partido por la variable h, todo esto su raíz cuadrada.

Entonces, por la ley de Coulomb existe una línea de acción de centro a centro de cada esfera tienen la misma carga por lo tanto se repelen, hay una fuerza eléctrica en cada esfera y por la tercera ley de newton son exactamente las mismas, y como el sistema está en equilibrio significa que las sumatorias de fuerzas es igual a cero. Sin embargo, si se llegará a neutralizar una de las esferas la fuerza eléctrica sería igual a cero, pero al momento de chocar hay una transferencia de electrones por ser conductoras, y por la conservación de la carga, la carga al inicio será igual a la carga al final, claro tomando una simetría una tendría una carga +Q y otra +Q, se rechazan entonces la carga al final tendrá la mitad del valor de la carga al inicio.

CONCLUSIONES

- Se ha concluido que estas dos esferas crean una fuerza de repulsión entre ellas ya que al haber topado la regla con las dos esferas, la regla buscaba estar nuevamente en estado neutro quitándole electrones a las dos esferas y dejarlas cargadas positivamente creando esta dicha fuerza de repulsión.

- Finalmente se ha concluido que la fuerza eléctrica obedece la tercera ley de Newton por lo tanto la fuerza ejercida por q1 sobre q2 es igual en magnitud a la fuerza ejercida por q1 sobre q2 y en la dirección opuesta, por lo cual F12 = - F21

- La fuerza eléctrica que existía entre las esferas fue de 3.3284x 10-5 N ± 1.2 x 10-6 N

- La carga que las esferas adquirieron por inducción tenía el mismo signo que la carga de la barra por lo cual se repelen.

REFERENCIA

- Young y